ロックナットとは何ですか?種類、動作原理、標準ナットと併用する場合

サービスシフトの途中で、技術者は、前の週に仕様どおりに締められていたにもかかわらず、振動コンベアドライブの M8 ナットが指で締められる程度に戻っていることに気づきました。この故障モードはまさにロック ナットが解決するために作られた問題です。ロック ナットは、振動、トルク変動、熱サイクル下でもクランプ荷重を維持するように設計されたナットで、普通のナットではゆっくりと緩みます。このガイドでは、動作定義、3 つのロック原則、購入できるタイプ、および図面上でどれが属するかを決定する温度、再利用、および材料のトレードオフについて説明します。

ロックナットとは何ですか?実用的な定義

ロックナットは、ナットとボルトのねじ山間の通常の摩擦に加えて、第 2 の緩み防止機構を追加する雌ねじ付き留め具です。この 2 番目のメカニズムが重要です。標準のナットには 1 つの防御線があり、クランプの荷重がなくなると防御線も消えます。

普通の六角ナットがしっかりと締まるのは、伸びたボルトが噛み合ったねじ山を互いに押し付けるからです。ユンカー式の振動テストでは、横方向の動きにより、ねじ山の摩擦がゼロに近づくまでクランプの負荷が逃げ、その時点でナットが自由に回転することが示されています。ロックナットの設計では、遅かれ早かれこれが起こることを想定し、それに備えます。ナットがジョイントに負荷をかけずにボルトのネジ山をグリップし続けるか、座面またはその横のナットをグリップします。ロック ナット、セルフ ロック ナット、またはプリベリング トルク ナットとラベル付けされたすべてのカタログ エントリーは、これら 2 つのグループのいずれかに分類されます。

ロックナットの仕組み: ロックが作成される 3 つの方法

市販のロック ナットはすべて、ねじ山の余分な摩擦、部品間の機械的干渉、または補助的な結合材料の 3 つの方法のいずれかでロックを作成します。タイプがどのような原理を使用しているかを知ることで、そのタイプが熱の中でどのように動作するか、再利用できる頻度、およびコストがわかります。

• 支配的なトルク摩擦。 ナイロン製のカラーや意図的に真円から外れた金属製のネジ山がボルトのネジ山を圧迫するため、負荷がかかっていなくてもナットはしっかりと回転します。ロックナットがワッシャーに触れる前に硬く感じるのはこのためです。
• 機械的干渉。 フランジの下のセレーションが合わせ面に食い込むか、薄いジャム ナットがメイン ナットをボルトに押し込み、ねじ山の側面が滑らないようにします。
• 補助ロック。 普通のナットは外側からロックを獲得します。ねじロック接着剤、歯付きワッシャー、またはスプリングワッシャーは、ジョイントに化学物質またはスプリング要素を追加します。

ロックナットタイプの比較: ナイロンインサート、オールメタル、鋸歯状フランジ、およびジャム

ナイロン製インサートと全金属製プリベリングトルクナットは、ほとんどの一般的なエンジニアリング作業をカバーします。鋸歯状のフランジ ナットは組み立て速度の点で優れており、ジャム ナットはコストの点で優れています。表は、各タイプを、それが適したジョブにマッピングします。

ロック ナットまたは標準ナット: アップグレードが効果を発揮する場所

ジョイントに振動、熱の動き、または安全上重要な負荷が発生する場合は必ずロック ナットを指定してください。標準ナットを定期的に整備されたジョイントに固定してください。メンテナンスのたびに開けられる機械フレームの場合は、DIN 934 準拠のプレーン六角ナットを正しくトルクをかけた方が安価で完璧な選択肢となります。

六角ナット DIN 934 / GB 6170 DIN 933 または DIN 931 ボルトと一緒に使用する標準六角ナットで、機械、鉄骨構造、自動車の組み立てに広く使用されています。機械フレームのような静的で定期的に整備されるジョイントでは、正しくトルクをかけられたプレーンナットが健全で経済的な選択肢となります。 製品を見る→

中道もあります。軽い振動しか発生しないジョイントでは、スプリングワッシャーを使用した標準ナットで非常に低コストでスプリング要素を追加できますが、大きな横方向の動きでは真のプリベリングトルクナットには匹敵しません。

スプリングワッシャー DIN 127 DIN 127 スプリング ロック ワッシャーは、振動によるボルトやナットの緩みを防止するスプリング要素を追加します。軽い振動しか発生しないジョイントでは、標準ナットと組み合わせることで低コストの緩み止め効果が得られますが、実際のプリベリングトルクロックナットには匹敵しません。 製品を見る→

仕様を変える温度、再利用、材料の選択

温度上限、再利用回数、および材質またはコーティングの 3 つは、図面の初稿後にロック ナットの仕様を変更することが最も多い 3 つの詳細です。 DIN 985 ナットのナイロン カラーは摂氏 120 度に近づくと軟化するため、ホット ゾーンではスチール スレッドがはるかに高い温度で機能し続ける全金属製の設計が必要です。再利用も同じ論理に従います。カラーは、最初にボルトに通したときに永久に変形するため、ほとんどのメーカーはナイロン製インサート ナットを数回のアセンブリのみに評価していますが、全金属タイプはデータシートと照合して取り外しトルクをチェックし、より多くのサイクルに耐えます。

材料の選択は環境を反映します。ほとんどの屋内機械は亜鉛メッキ炭素鋼で覆われています。洗浄現場、海岸、化学薬品にさらされた現場ではステンレスが正当化されます。コスト対腐食のロジックは、以下を決定するものと同じです。 ステンレス、亜鉛メッキ、亜鉛メッキのファスナーの選択 1 つのナットをマシン全体で標準化する前に、解決する価値があります。

ロックナットをしっかりと締める方法

工具とトルクレンチは標準ナットと同じです。違いは、ロックによって、戦うのではなく、考慮しなければならない抵抗が追加されることです。 4 つのチェックポイントにより、プロセスが公正に保たれます。

• 糸を手で確認してください。 ナットはロックがかかるまで自由に回転し、ロックがかかると抵抗がスムーズに上昇します。レンチの下ではなく、ここに砂や交差したネジが現れます。
• ジョイントを所定の位置に置きます。 座面がジョイントに接触するまでナットを回します。支配的なトルクは走行全体を通して適用されるため、感触だけで締め具合を判断しないでください。
• 仕様通りのトルクで締めてください。 取り付けトルクは、クランプ トルクと一般トルクを加算したものと等しくなります。潤滑によって卓越トルクが変化するため、プロパティ クラスのデータシートの値を使用し、データシートで許可されている場合にのみ潤滑を行います。
• マークを付けて再確認してください。 ナットをボルトに当てて印を付け、機械を動かし、最初の数時間の運転後に検査します。破損したジョイントから外れたナイロンナットは再利用するのではなく交換してください。

ロックナットの購入者が実際に尋ねる質問

ナイロンインサートロックナットはどちら向きに取り付けますか？

ナイロンカラーをジョイントから遠ざけて外側に向けてナットを取り付けます。次に、プレーンな金属面がワッシャーまたは表面に固定され、カラーがボルトの露出した端を掴みます。ナットはどちらの方向でもロックされますが、カラーアウトによりインサートが保護され、完全なねじのかみ合いが維持されます。

ナイロンインサートロックナットは何回再利用できますか？

短寿命部品として扱ってください。カラーは変形するように設計されているため、卓越トルクはサイクルごとに少し低下します。多くのメーカーは、重要な接合部を分解するたびにナットを交換し、他の場所では数回のみ再利用することを推奨しています。全金属製の支配トルクナットはより多くのサイクルに対応しますが、取り外しトルクを検証する必要があります。

卓越トルクとは何ですか?

プリベリングトルクは、ジョイントに軸方向の荷重がかかっていないときに、ボルトのねじ山に沿ってナットを回転させるのに必要なトルクです。これはロック設計にのみ存在し、ロックの測定可能な表現であり、データシートにサイズごとの最小値をリストできるように、ISO 2320 などの規格によってテスト方法が定義されています。

ロックナットの材質は何ですか?

パンフレットよりもジョイントに合わせてください。亜鉛メッキ炭素鋼はほとんどの屋内機械に適しており、ステンレス 304 は洗浄現場や海岸沿いの現場に適しており、硬化ステンレス 410 はねじの強度が重要となる高トルクの接合部に適しています。の 炭素鋼とステンレスファスナーのエンジニアリング比較 これは負荷、温度、腐食への曝露によって決まり、ネジと同様にナットにも当てはまります。